第三講 數(shù)碼管顯示原理及應(yīng)用

1、第三講第三講 數(shù)碼管顯示原理及應(yīng)用數(shù)碼管顯示原理及應(yīng)用主要內(nèi)容主要內(nèi)容數(shù)碼管靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示數(shù)碼管靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示1中斷中斷2定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器3顯示原理顯示原理顯示器顯示器發(fā)光二極管發(fā)光二極管LED(LightLED(Light Emitting Emitting Diode)Diode)顯示顯示器器液晶液晶LCD(LiquidLCD(Liquid Crystal Crystal Display)Display)顯顯示器示器CRTCRT顯示器顯示器LEDLED、LCDLCD顯示器有顯示器有兩種顯示結(jié)構(gòu)：段兩種顯示結(jié)構(gòu)：段顯示（顯示（7 7段、米字段、米字型等）和點(diǎn)陣顯示型等）和點(diǎn)陣顯

2、示（5 58 8、8 88 8點(diǎn)陣點(diǎn)陣等）等）”段顯示段顯示abcdegGNDfdpGNDabcefgddpabcdefgdpdpgfedcba5V（a）（b）8 8* *8 8點(diǎn)陣顯示點(diǎn)陣顯示LED顯示器工作方式顯示器工作方式靜態(tài)顯示方式特點(diǎn)：每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè)8位數(shù)據(jù)線來(lái)保持顯示的字形碼優(yōu)點(diǎn)：是占用CPU時(shí)間少缺點(diǎn)：是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高工作方式工作方式動(dòng)態(tài)顯示方式特點(diǎn)將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些ALEW RR DR XDTXDINT0EA/VP31X119X218R ESET9R D17W R16INT0

3、12INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11R XD10VC C40GND20U189C52PSENP10P11P12P13P14P15P16P17T0T1INT1P00P01P02P03P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27P20P21P22P23abfcgdeDPY

4、117421105abcdefg3dpdpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpC06C28C39C412LEDDPY 4-LED12345678161514131211109R1KP00P01P02P03P04P05P06P075V中斷原理中斷原理一學(xué)生在宿舍看書(shū)，現(xiàn)在有下面幾件事需要辦：v 去拿回落在實(shí)驗(yàn)室的書(shū)本v 去開(kāi)水房打開(kāi)水v 同學(xué)邀請(qǐng)一起去逛街中斷的實(shí)質(zhì)：中斷的實(shí)質(zhì)：在資源沖突時(shí)優(yōu)先權(quán)的選擇執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點(diǎn)中斷請(qǐng)求中斷響應(yīng)執(zhí)行中斷處理程序中斷返回中斷的概念中斷的概念中斷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)中斷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)分時(shí)操分時(shí)操作作實(shí)時(shí)響實(shí)時(shí)響應(yīng)應(yīng)可靠性高可靠性高CPUC

5、PU可以分可以分時(shí)為多個(gè)時(shí)為多個(gè)I/OI/O設(shè)備服設(shè)備服務(wù)，提高務(wù)，提高了計(jì)算機(jī)了計(jì)算機(jī)的利用率的利用率CPUCPU能夠及時(shí)能夠及時(shí)處理應(yīng)用系處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機(jī)事統(tǒng)的隨機(jī)事件，系統(tǒng)的件，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性大大實(shí)時(shí)性大大增強(qiáng)；增強(qiáng)；CPUCPU具有處理具有處理設(shè)備故障及掉設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事電等突發(fā)性事件能力，從而件能力，從而使系統(tǒng)可靠性使系統(tǒng)可靠性提高。提高。80C5180C51的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng)80C51中斷請(qǐng)求標(biāo)志中斷請(qǐng)求標(biāo)志中斷優(yōu)先級(jí)控制中斷優(yōu)先級(jí)控制80C5180C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中斷允許控制中斷允許控制80C5180C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)80C5180C5

6、1的中斷系統(tǒng)有的中斷系統(tǒng)有5 5個(gè)中斷源（個(gè)中斷源（80528052有有 6 6個(gè)）個(gè)） ，2 2個(gè)優(yōu)先級(jí)，個(gè)優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套 。中斷請(qǐng)求標(biāo)志中斷請(qǐng)求標(biāo)志中斷請(qǐng)求標(biāo)志中斷請(qǐng)求標(biāo)志TCON的中的中斷標(biāo)志斷標(biāo)志SCONSCON的中斷的中斷標(biāo)志標(biāo)志TCONTCON的中斷標(biāo)志的中斷標(biāo)志v IT0（TCON.0），外部中斷0觸發(fā)方式控制位。v 當(dāng)IT0=0時(shí)，為電平觸發(fā)方式。v 當(dāng)IT0=1時(shí)，為邊沿觸發(fā)方式（下降沿有效）。v IE0（TCON.1），外部中斷0中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。v IT1（TCON.2），外部中斷1觸發(fā)方式控制位。v IE1（TCON.3），外部中斷1中斷請(qǐng)求

7、標(biāo)志位。v TF0（TCON.5），定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。v TF1（TCON.7），定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。SCON的中斷標(biāo)志的中斷標(biāo)志RIRI（SCON.0SCON.0），串行口接收中斷標(biāo)志位。當(dāng)允許串行），串行口接收中斷標(biāo)志位。當(dāng)允許串行口接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收完一個(gè)串行幀，由硬件置位口接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收完一個(gè)串行幀，由硬件置位RIRI。注意，注意，RIRI必須由軟件清除。必須由軟件清除。TITI（SCON.1SCON.1），串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位。當(dāng)），串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位。當(dāng)CPUCPU將一將一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時(shí)，就啟動(dòng)了發(fā)送個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送

8、緩沖器時(shí)，就啟動(dòng)了發(fā)送過(guò)程。每發(fā)送完一個(gè)串行幀，由硬件置位過(guò)程。每發(fā)送完一個(gè)串行幀，由硬件置位TITI。CPUCPU響響應(yīng)中斷時(shí)，不能自動(dòng)清除應(yīng)中斷時(shí)，不能自動(dòng)清除TITI，TITI必須由軟件清除。必須由軟件清除。中斷允許控制中斷允許控制EX0(IE.0EX0(IE.0) )，外部，外部中斷中斷0 0允允許位許位EX1EX1(IE.2(IE.2) )，外部，外部中斷中斷0 0允允許位許位ESES（IE.4)IE.4)串行口中串行口中斷允許位；斷允許位；EAEA (IE.7)(IE.7)， CPUCPU中斷中斷允許（總允許（總允許）位。允許）位。ET0ET0(IE.(IE.1)1)，定，定時(shí)時(shí)/

9、 /計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器器T0T0中中斷允許斷允許位位ET1ET1(IE.(IE.3)3)，定，定時(shí)時(shí)/ /計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器器T1T1中中斷允許斷允許位位80C5180C51單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)PS PS （IP.4IP.4），串行口），串行口優(yōu)先級(jí)設(shè)定優(yōu)先級(jí)設(shè)定位位PT2 (IP.5) PT2 (IP.5) ，定時(shí)，定時(shí)/ /計(jì)計(jì)數(shù)器數(shù)器T2T2優(yōu)先優(yōu)先級(jí)設(shè)定位級(jí)設(shè)定位PX1PX1（IP.2IP.2），），外部中斷外部中斷0 0優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)設(shè)定位設(shè)定位PX0PX0（IP.0IP.0），），。PT1PT1（IP.3IP.3），），定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)計(jì)數(shù)器數(shù)器T1T1優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)設(shè)定位設(shè)定位PT0

10、PT0（IP.1IP.1），），定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)計(jì)數(shù)器數(shù)器T0T0優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)設(shè)定位設(shè)定位 同一優(yōu)先級(jí)中的中斷申請(qǐng)不止一個(gè)時(shí)，則有中斷優(yōu)先權(quán)同一優(yōu)先級(jí)中的中斷申請(qǐng)不止一個(gè)時(shí)，則有中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)問(wèn)題。同一優(yōu)先級(jí)的中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)，由中斷系統(tǒng)硬排隊(duì)問(wèn)題。同一優(yōu)先級(jí)的中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)，由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級(jí)形成，其排列如所示：件確定的自然優(yōu)先級(jí)形成，其排列如所示：80C5180C51單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)80C51優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)一一首先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別首先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別最高的中斷請(qǐng)求。最高的中斷請(qǐng)求。正在進(jìn)行的中斷過(guò)程正在進(jìn)行的中斷過(guò)程不不能被新的同級(jí)或低優(yōu)先能被新的同級(jí)或低優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)

11、求所中斷級(jí)的中斷請(qǐng)求所中斷正在進(jìn)行的低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)，正在進(jìn)行的低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求所中斷能被高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求所中斷。為了實(shí)現(xiàn)后兩為了實(shí)現(xiàn)后兩條原則，中斷條原則，中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)用戶不能兩個(gè)用戶不能尋址的優(yōu)先級(jí)尋址的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器。狀態(tài)觸發(fā)器。80C51中斷響應(yīng)條件中斷響應(yīng)條件C51C51中斷服務(wù)程序的寫法中斷服務(wù)程序的寫法80C5280C52中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)80C5280C52中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器原理計(jì)數(shù)器原理時(shí)間到時(shí)間到的表示的表示計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)范圍范圍觸發(fā)觸發(fā)方式方式對(duì)時(shí)，設(shè)定對(duì)時(shí)，設(shè)定起始時(shí)間起始時(shí)間設(shè)定結(jié)設(shè)定結(jié)束時(shí)間束時(shí)間影響定時(shí)影響定時(shí)

12、 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器的相關(guān)因素的相關(guān)因素手機(jī)鬧鐘的使用：手機(jī)鬧鐘的使用：1.1.設(shè)定結(jié)束時(shí)間設(shè)定結(jié)束時(shí)間2.2.對(duì)時(shí)，設(shè)定起始時(shí)間對(duì)時(shí)，設(shè)定起始時(shí)間3.3.時(shí)間到，鬧鈴響時(shí)間到，鬧鈴響實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能的方法實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能的方法軟件定時(shí)軟件定時(shí)采用時(shí)基電路定時(shí)采用時(shí)基電路定時(shí)采用可編程芯片定時(shí)采用可編程芯片定時(shí)實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，比比較方便的辦法是利較方便的辦法是利用單片機(jī)內(nèi)部的定用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器80C5180C51定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)工作工作原理原理控制控制工作工作方式方式80C5180C51定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器80C5180C51定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)

13、計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的工作原理計(jì)數(shù)器的工作原理加加1 1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加數(shù)初值才是加1 1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值定時(shí)器模式定時(shí)器模式計(jì)數(shù)器模式計(jì)數(shù)器模式計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值N N乘以乘以機(jī)器周期機(jī)器周期TcyTcy是定時(shí)時(shí)間是定時(shí)時(shí)間t t 。要求被采樣的電平被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)至少要維持一個(gè)機(jī)器周期器周期。當(dāng)晶振頻率為當(dāng)晶振頻率為12MHz12MHz時(shí)時(shí)，最高計(jì)數(shù)頻率不超過(guò)最高計(jì)數(shù)頻率不超過(guò)1/2MHz1/2MHz即計(jì)數(shù)脈沖的即計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于周期要大于2 2 s s。 定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的控制計(jì)數(shù)器的控制TMOD

14、用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。v GATE：門控位。 GATE0時(shí)，TCON中的TR0或TR1為1，啟動(dòng)； GATA1時(shí)，TR0或TR1為1，同時(shí)外部中斷引腳也為高電平時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作.v :定時(shí)/計(jì)數(shù)模式選擇位。 0為定時(shí)模式； =1為計(jì)數(shù)模式。定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的工作方式計(jì)數(shù)器的工作方式13X=2 -N16X=2 -N方式方式0 01313位計(jì)數(shù)位計(jì)數(shù)，由，由TL0TL0的低的低5 5位（高位（高3 3位未用）和位未用）和TH0TH0的的8 8位組成。位組成。TL0TL0的低的低5 5位溢出時(shí)向位溢出時(shí)向TH0TH0進(jìn)位，進(jìn)位，TH0TH0溢出時(shí)溢出時(shí)

15、置位置位TCONTCON中的中的TF0TF0標(biāo)志，向標(biāo)志，向CPUCPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。發(fā)出中斷請(qǐng)求。方式方式1 1計(jì)數(shù)位數(shù)是計(jì)數(shù)位數(shù)是1616位，由位，由TL0TL0作為低作為低8 8位、位、TH0TH0作為高作為高8 8位，位，組成了組成了1616位加位加1 1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器. .計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為：定時(shí)器模式時(shí)有定時(shí)器模式時(shí)有:N:Nt/ Tcy t/ Tcy 計(jì)數(shù)初值計(jì)算的公式為：計(jì)數(shù)初值計(jì)算的公式為：定時(shí)器的初值還可以采用計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)直接取補(bǔ)法獲得。定時(shí)器的初值還可以采用計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)直接取補(bǔ)法獲得。計(jì)數(shù)模式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖是計(jì)數(shù)模式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖是T0T0引腳上的外部

16、脈沖。引腳上的外部脈沖。13X=2 -N定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的工作方式計(jì)數(shù)器的工作方式13X=2 -N13X=2 -N16X=2 -N方式方式2 2方式方式2 2為自動(dòng)重裝初值的為自動(dòng)重裝初值的8 8位計(jì)數(shù)方式。位計(jì)數(shù)方式。計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為：計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為：工作方式工作方式2 2特別適合于用作較精確的脈沖信號(hào)發(fā)生特別適合于用作較精確的脈沖信號(hào)發(fā)生器。器。方式方式3 3方式方式3 3只適用于定時(shí)只適用于定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0T0，定時(shí)器，定時(shí)器T1T1處于方式處于方式3 3時(shí)相當(dāng)于時(shí)相當(dāng)于TR1=0TR1=0，停止計(jì)數(shù)。，停止計(jì)數(shù)。8X=2 -N定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器應(yīng)用

17、舉例計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例初始化程序應(yīng)完成初始化程序應(yīng)完成以上工作以上工作第四步第四步第三步第三步第二步第二步第一步第一步對(duì)對(duì)TMODTMOD賦值，以確定賦值，以確定T0T0和和T1T1的工作方式的工作方式計(jì)算初值計(jì)算初值, ,并將其寫入并將其寫入TH0TH0、TL0TL0或或TH1TH1、TL1TL1中斷方式時(shí)，中斷方式時(shí)，則對(duì)則對(duì)IEIE賦值，賦值，開(kāi)放中斷開(kāi)放中斷使使TR0TR0或或TR1TR1置位，啟動(dòng)定時(shí)置位，啟動(dòng)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù)定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例例1 在TX-1C實(shí)驗(yàn)板上完成如下功能：用定時(shí)器0的方式1實(shí)現(xiàn)第一個(gè)發(fā)光管以200ms間隔閃爍，

18、用定時(shí)器T1的方式1實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管前兩位59s循環(huán)計(jì)時(shí)。設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為11.0592 MHz。v 1、求T1的方式控制字TMOD： M1M0=01，GATE=0，C/T=0，方式控制字為01H；v 2、計(jì)算計(jì)數(shù)初值X：Tcy=12*（1/110592）=1.09 s。Nt/ Tcy 200000/1.0918348665536分成4次計(jì)時(shí)，N0=50000/1.09=45872; X06553645872將X0送入TH0和TL0中定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例v 例2 利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的方式1，產(chǎn)生10ms的定時(shí)，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波，采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12 MHz。解：1、計(jì)算計(jì)數(shù)初值X：由于晶振為12 MHz，所